苑娜
摘要：随着现代科学技术的飞速发展，3D打印逐渐走入了中学课堂。传统的中学教育中的一些弊端一直制约着初中教学效果的提升。3D打印作为一种良好的科技载体和综合实践，为学科融合创新教育提供了新的思路。
关键词：3D打印;中学;传统教学
中图分类号：G4 文献标识码：A
近年来，以基于熔融沉积式为主导的3D打印技术逐渐进入中学课堂，这种新技术与传统教学的碰撞，不仅培养了学生的创造性思维，还为学生提供了真实的学习体验。
一、3D打印应用在教学中的意义
3D打印是一种兼具视觉和触觉的学习方式，可以调动学生的各种感官，对学生有很强的吸引力。在3D打印技术的帮助下，学生可以充分发挥自己的想象力，利用包括中望3D one在内的简洁的三维建模软件进行模型搭建和虚拟体验，或者结合熔融沉积式的3D 打印机直接打印出三维物体，让学生在应用3D 打印技术的过程中，不仅弥补了传统教学中无法提供的教具素材或场地硬件设施限制，还让学生在自主探究的过程中吸收和消化了知识，提高了学生整体素养。
二、3D打印对中学传统教学的影响
（一）让学生在快乐中得到进步
3D打印多场景的应用，可以让学生通过建模和设计展示自己的想法，并通过与小组成员的沟通和合作将想法变成现实。在制作打印模型及模型处理的过程可以给学生直观的感受，让学生实现全方位的观察，及时发现设计的不足，提高创造力，帮助学生更好的理解和掌握知识。
教师在实际授课时若通过PBL项目式探究教学也可以让3D打印成为学生对知识深度思考的的有力助手。例如在初中数学讲授勾股定理探究过程中，传统过程仅以一句可以通过面积法来进行验证，或者教师展示利用几何画板绘制的勾股树的动图，学生很难对勾股定理这个数形结合的经典的定理有探究的兴趣和影响。但如果教师让学生带着问题去思考：什么是面积法？可否用3D one三维建模软件来演示面积法如何呈现？可否用3D one三维建模验证勾股定理？如何实现？学生小组讨论形成设计草图并进行设计理念阐述。各组进行技术及原理分析评价，课后学生小组按设计方案制作3D打印勾股定理验证器，学生代表展示讲解其勾股定理验证器，学生在设计、制作、展示和体验四个环节中对于勾股定理的验证产生更加深入的探究和思考，对于面积法以及数形结合的理解更加彻底。设计制作成功的小组将获得该小组本次3D打印的勾股定理验证器模型作为奖励，这样正向激励又引导学生多思善做，激发学生的学习积极性和主动性，提高学生对课堂活动的参与度。这样的教学活动既能让学生对学科知识有掌握，又能让学生在课堂中获得快乐，增加学习的积极性和创新意识。
（二）改善了教学方法
传统教育模式下的中学课堂气氛沉闷，学生学习的积极性不高。学生并非不爱学习而是课堂相对于日常接受的快餐短视频等大信息快输出的视频相比枯燥难懂，难以吸引学习，导致了他们的学习热情不高。3d打印技术可以帮助教师改进教学方法，避免出现因课堂太过沉闷而导致学生丧失学习兴趣的情况发生。教师深刻认识到3D打印技术对于课堂的作用，并根据教学内容调整应用方案，利用3d打印技术有效地解决学科教学中遇到的问题，将抽象的概念转化为有趣的问题。通过开展教学活动，引导学生快速理解和掌握所学知识，这种有趣的3D打印活动可以使课堂学习气氛生动有趣。当学生在课堂上注意力集中，兴趣盎然的时候教师应及时给与鼓励，让学生乐于保持，打造良好的中学课堂氛围。
（三）开拓了学生的思维
由于传统的中学课堂以教师为主导，学生一般都处于被动接受的状态，缺乏主动的思考和探索，导致学生的思维僵化。3D打印技术可以开拓学生的思维，培养学生的创新能力。当学生根据教学内容使用3D打印技术快速打印三维模型，会不自觉的进行思考。3D打印技術打破了以往中学学科只注重知识传授而忽视学生动手实践的局面，帮助学生将想法转化为现实。学生可以通过大胆的思考和想象来实现创造性思维的培养。教师应鼓励学生勇于表达自己的想法，鼓励学生积极参与课堂互动。只有学生勇敢的说出来，教师才能及时对学生提供帮助和引导，促进初中教学效果的提升。
（四）培养了学生的自主学习能力
由于传统课堂的教师讲授式为主导的模式，导致了有的学生会过于依赖教师，遇到问题时不去主动思考，只会等着教师进行讲解。这样被动“填鸭式”学习模式非常不利于学生核心素养的培养以及学生未来的发展。而学生使用3D打印时教师只需要给予一些基础使用的说明，学生就可以根据自己的想法进行设计，在这个过程中学生会主动思考自己知识中缺失的部分，发现自己的不足之处从而加深对知识的理解和掌握。
在3D打印教学中，学生只要了解3D打印的基本流程，包括初步设计、数字建模、打印模型、模型改进等，就可以进行相关知识/作品的设计或验证，整体可操作性强。教师在实际教学中也可研发成校本课程，通过小组PBL项目式合作探索学习。这样，不仅有利于提高学生的动手能力和3D打印技术的应用能力，也有利于培养学生的空间思维想象力和创造力。教师可以组织班级学生进行小组作品的评选，让学生自主投票。对于呈现效果较好的小组进行奖励，对于呈现有创意的小组加以鼓励，在培养学生自主学习意识的同时也激发学习的积极性。
结语
3D打印技术为中学传统教学带来了新的活力，它打破了传统课堂的枷锁，解放了学生的思维。传统的教学理念并不符合当前中学教育的需求，接受新事物，充分利用新事物进行教学才是提高中学教育水平的有效途径。如果学生的思想一直闭塞，没有创新意识和自主学习能力，核心素养未被开发，学生走出校园后仅仅只会应试，无法应对未来人工智能时代的挑战。3D打印技术的应用为学生的发展提供了新的思路，教师要及时转变教学方式解放学生的思维、培养学生的创新意识、培养学生的自主学习能力、使学生能在中学课堂中积极探索、勇于创新，促进学生的全面发展。
参考文献
[7]李勇，马洪杰.3D打印技术在设计创新教育领域的应用发展研究[J].设计，2018（05）：34-35.
[2]首新，胡卫平，刘斌.3D打印融入中小学STEM教育项目的设计与教学——从国外融入3D打印的典型STEM教育项目谈起[J].基础教育，2017，14（04）：68-80.
[3]谭跃刚，陈章念，张帆，周祖德，陈雅辉.3D打印创新教学实验室及其应用[J].实验室研究与探索，2016，35（09）：246-249+295.
[4]朱阁，莫蔚靖.3D打印技术在教学中的应用与探索[J].价值工程，2015，34（32）：178-181.
[5]李柯影，郑燕林.3D打印技术在中小学教学中的应用——以英国中小学课堂引进3D打印技术项目为例[J].现代教育技术，2015，25（04）：108-114.
备注：“跃然纸上”3D打印科普探究项目（河北省大中学生科技创新能力培育专项）
猜你喜欢勾股定理中学传统
